利用電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置和方法
【專利摘要】一種利用電解法制備鉻酸鈉溶液的方法包括以下步驟：提供電解裝置，包括電解槽、電源、工業(yè)鉻鐵、陰極及隔膜；將工業(yè)鉻鐵與陰極間隔設(shè)置在電解槽中，所述工業(yè)鉻鐵與電源的正極電連接，所述陰極與電源的負(fù)極電連接；將電解質(zhì)溶液容置于電解槽中，所述電解質(zhì)溶液為鈉鹽溶液或鈉堿溶液；接通電源，進(jìn)行電解反應(yīng)后，在電解槽中得到固液混合漿料，分離后得到鉻酸鈉溶液。另，提供一種利用電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置。
【專利說明】利用電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉻鹽的制備方法，尤其涉及利用電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻鹽產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)和人民生活中起著相當(dāng)重要的不可替代的作用，鉻鹽工業(yè)是世界上最具有競(jìng)爭(zhēng)力的資源性原材料工業(yè)之一。鉻酸鹽作為鉻鹽的母系產(chǎn)品是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的重要的化工原料。以鉻酸鹽為原料的鉻鹽產(chǎn)品有:重鉻酸鹽、鉻酸酐、氧化鉻、鉻黃和鉻鹽精(堿式硫酸鉻)等。這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于冶金、顏料、制革、染料、香料、金屬表面處理、電焊條、造幣、催化劑、印染、醫(yī)藥等工業(yè)中，據(jù)統(tǒng)計(jì)，市場(chǎng)上的商品中有10%與鉻鹽有關(guān)。我國的鉻鹽工業(yè)自1958年開始起步，發(fā)展到2012年的生產(chǎn)能力300kt/a，已成為全球鉻鹽產(chǎn)量最大的國家。
[0003]鉻鹽產(chǎn)品種類繁多，品種不下100種，我國生產(chǎn)30余種。紅礬鈉、鉻酸酐、鉻酸精(堿式硫酸鉻)和氧化鉻是鉻鹽消費(fèi)量最大的四種產(chǎn)品。此外還有紅礬鉀、氯化鉻、硝酸鉻、氟化鉻、鉻砷酸銅、鉻酸鈉、二氧化鉻、紅礬銨、醋酸鉻及其它多種含鉻試劑，諸多的鉻鹽產(chǎn)品系列都是以鉻酸鹽為基本原料生產(chǎn)加工制得。
[0004]目前，工業(yè)上生產(chǎn)鉻酸鹽的傳統(tǒng)工藝是使用回轉(zhuǎn)窯填充石灰質(zhì)的焙燒法，按石灰質(zhì)填充量多少分為有鈣焙燒、少鈣焙燒和無鈣焙燒三種。
[0005]我國鉻酸鹽企業(yè)大多采用有鈣焙燒工藝，即以鉻鐵礦粉與純堿混合，添加礦量?jī)杀兑陨系姆罒Y(jié)含鈣輔料，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫氧化，熟料浸取后得鉻酸鈉溶液。有鈣焙燒法在得到鉻酸鹽溶液的同時(shí)排出大量含鉻廢渣，該生產(chǎn)工藝中每產(chǎn)一噸鉻酸鈉要排出鉻渣
2.5~3噸，同時(shí)還要產(chǎn)生大量的含鉻廢水、廢氣，這些三廢物尤其是含鉻廢渣是首要的重金屬(Cr6+)污染源，鉻鹽行業(yè)也因此被列為重污染行業(yè)之首。
[0006]為了降低有鈣焙燒法中的鉻排放，發(fā)展出無鈣焙燒工藝，該工藝在生產(chǎn)鉻酸鹽的過程中不添加含鈣輔料，每產(chǎn)一噸鉻酸鈉要排出鉻渣0.6~1.0噸，渣中Cr6+含量由3~6%降至0.2%以下，不含鉻酸鈣，易解毒，得到的鉻酸鹽再加工成紅礬鈉后，紅礬鈉的綜合成本明顯降低。
[0007]另外，中國科學(xué)院過程工程研究所發(fā)明了一種生產(chǎn)鉻酸鉀的新工藝，即鉀堿液相氧化法，也稱亞熔鹽氧化法或堿熔法。該方法使用理論量數(shù)倍的氫氧化鉀與鉻鐵礦進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度在320°C左右，氫氧化鉀熔融形成液相，并與鉻鐵礦和空氣形成懸浮體系，從而制備得到鉻酸鉀溶液。
[0008]此外，天津派森科技有限公司發(fā)明了一種生產(chǎn)鉻酸鈉的新工藝，即水熱堿溶氧化技術(shù)，利用高碳鉻鐵水熱氧化法制備鉻酸鈉技術(shù)。例如將鉻鐵粉、氫氧化鈉以及水在反應(yīng)釜中混合、加熱升溫至110°C -130°c左右，向反應(yīng)釜通入氧氣，維持一定的反應(yīng)溫度、壓力，持續(xù)反應(yīng)預(yù)定時(shí)間后，自然降至室溫，從而得到鉻酸鈉溶液。
[0009]當(dāng)前業(yè)內(nèi)的各種制備鉻酸鹽的方法，在一定程度上降低或減少了鉻渣中Cr6+的排放量，然而，為使鉻鹽工業(yè)趨于綠色、環(huán)保方向發(fā)展，鉻酸鹽的制備技術(shù)一直被作為業(yè)內(nèi)不斷研究開發(fā)的熱點(diǎn)課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于此，提供利用電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置和方法實(shí)屬必要。
[0011]一種利用電解法制備鉻酸鈉溶液的方法，包括以下步驟:
[0012]提供電解裝置，包括電解槽、電源、工業(yè)鉻鐵、陰極及隔膜；
[0013]將工業(yè)鉻鐵與陰極間隔設(shè)置在電解槽中，所述工業(yè)鉻鐵與電源的正極電連接，所述陰極與電源的負(fù)極電連接；
[0014]將電解質(zhì)溶液容置于電解槽中，所述電解質(zhì)溶液為可溶性鈉鹽溶液或可溶性鈉堿溶液；
[0015]接通電源，進(jìn)行電解反應(yīng)后，在電解槽中得到固液混合漿料，分離后得到鉻酸鈉溶液。
[0016]一種利用電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置,其包括:
[0017]電解槽，容置有電解質(zhì)溶液，該電解質(zhì)溶液為可溶性鈉鹽或可溶性鈉堿溶液；
[0018]陰極，設(shè)置于電解槽中，該陰極材質(zhì)為不銹鋼或鎳；
[0019]陽極，設(shè)置于電解槽中，該陽極為工業(yè)鉻鐵；
[0020]隔膜，設(shè)置于電解槽中且位于陰極和陽極之間，用以將陰極和陽極產(chǎn)生的氣體分隔;
[0021]攪拌系統(tǒng)，設(shè)置于電解槽中，用以保持電解液的濃度均勻、溫度均勻；
[0022]溫控系統(tǒng)，用以控制電解槽的溫度；以及
[0023]電源，所述電源的正極與工業(yè)鉻鐵電連接，所述電源的負(fù)極與陰極電連接。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]首先，本發(fā)明以工業(yè)鉻鐵為陽極材料，采用電解法進(jìn)行鉻酸鈉溶液的制備，電解過程中產(chǎn)生無污染的氫氣，渣相不含六價(jià)鉻，不產(chǎn)生鉻污染。
[0026]其次，整個(gè)電解反應(yīng)過程均在常溫常壓設(shè)備中進(jìn)行，反應(yīng)溫度小于100°C，壓力約為latm，無需高溫、高壓設(shè)備，降低能耗同時(shí)降低了設(shè)備投資。
[0027]再次，電化學(xué)反應(yīng)選擇性高，鉻的回收率比較高，得到的鉻酸鈉溶液中雜質(zhì)含量極低。特別是，在以氫氧化鈉、碳酸鈉作為電解質(zhì)溶液時(shí)，鉻的總回收率可以達(dá)到94%以上，鉻的電溶出速率大于0.07g/A.h。
[0028]最后，反應(yīng)過程可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)控制。可根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)開啟或關(guān)閉反應(yīng)，靈活操控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明利用電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明的目的、 技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施方案，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方案僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]本發(fā)明提供一種利用電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置和方法，具體詳述如下。
[0032]首先，提供一種電解裝置。如圖1所示，電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置包括:電解槽1、電解質(zhì)溶液2、陰極3、陽極4、隔膜5、攪拌器6、溫控系統(tǒng)7以及電源8。
[0033]電解質(zhì)溶液2容置在電解槽I中，該電解質(zhì)溶液2為可溶性鈉鹽溶液或可溶性鈉堿溶液。
[0034]陰極3和陽極4間隔的設(shè)置在電解槽I中。陰極3的材質(zhì)可以為不銹鋼或鎳，陽極4為工業(yè)鉻鐵，為了使得工業(yè)鉻鐵穩(wěn)固的放置于電解槽I中，利用夾具9對(duì)工業(yè)鉻鐵進(jìn)行固定，本發(fā)明中夾具9為導(dǎo)電金屬，陽極4和電源8可通過夾具9電連接，即，只要將電源8和夾具9電連接便可。
[0035]隔膜5，設(shè)置于電解槽I中且位于陰極3和陽極4之間，用以將陰極區(qū)域和陽極區(qū)域產(chǎn)生的氣體分隔。
[0036]攪拌器6，設(shè)置于電解槽I中，用以保持電解質(zhì)溶液的濃度均勻、溫度均勻。
[0037]溫控系統(tǒng)7，用以控制電解槽I的溫度，本發(fā)明實(shí)施中采用循環(huán)水浴，將電解槽I設(shè)置在循環(huán)水浴中加熱，維持電解質(zhì)溶液2的溫度在60~100°C范圍內(nèi)。
[0038]電源8的正極與陽極4 (工業(yè)鉻鐵)電連接，電源8的負(fù)極與陰極3電連接。
[0039]另外，電 解槽I的底部設(shè)置過濾結(jié)構(gòu)10，以便電解結(jié)束后，可直接利用電解槽I進(jìn)行固液分離。過濾結(jié)構(gòu)10與電解槽I為一體結(jié)構(gòu)，例如電解槽I底部本身設(shè)置為可以控制的濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在電解過程中，濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)需要固液分離時(shí)，打開濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，電解槽I本身變成一個(gè)過濾器，從而將固體和溶液進(jìn)行分離。
[0040]其次，接通電源8進(jìn)行電解反應(yīng)，電解反應(yīng)后，在電解槽2中得到固液混合漿料。固液混合漿料包括固相和液相，電解反應(yīng)過程中，工業(yè)鉻鐵中的鉻在電氧化過程中以可溶性的鉻酸鹽形式進(jìn)入液相，工業(yè)鉻鐵中的非鉻元素則以難溶物形態(tài)進(jìn)入固相。
[0041]電解質(zhì)溶液2選用鈉鹽體系時(shí)，以氯化鈉、硫酸鈉為例，總反應(yīng)式如下:
[0042]
3Cr + 6Fe + 6NaCl + 18H20-^~> 3Na2Cr04 + 2FeCl3 + 2Fe203 丄 +18H2 個(gè)()
[0043]
3Cr + 6Fe + 3Na2S04 + 18H20-輕——> 3Na2Cr04 + Fe2(SO4)i + 2Fe203 丄 +18H? 個(gè)
[0044]上述反應(yīng)式是本工藝的總反應(yīng)方程式，是由陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)組合起來的，在陰極上電化學(xué)過程中首先產(chǎn)生氫原子，兩個(gè)氫原子結(jié)合形成氫分子即氫氣，氫氣在陰極反應(yīng)過程中沒有消耗，最終以氫氣的形式自陰極和陰極區(qū)釋放；陽極上發(fā)生的電化學(xué)過程主要是:工業(yè)鉻鐵中的鉻和鐵被電氧化、電溶出的過程，最終，鉻被氧化成鉻酸根離子進(jìn)入液相；鐵被氧化成三價(jià)鐵，一部分以三價(jià)鐵離子的形式進(jìn)入液相，另一部分以三氧化二鐵的形式進(jìn)入渣相。為了使得陽極和陰極上的反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行，需要用隔膜5將陽極區(qū)和陰極區(qū)隔開，防止氫氣混入陽極區(qū)。
[0045]電解質(zhì)溶液2選用鈉堿體系時(shí)，以氫氧化鈉、碳酸鈉為例，總反應(yīng)式如下:
[0046]
Cr + 2Fe + 2Na0H + 5H20-^——> Na2CrO4 + Fe2O3 丄 +bH 個(gè)[0047]
Cr + 2Fe + Na2CO3 + 6H20 ——^~> Na2CrO4 + Fe2O3 丄 +6H2 個(gè) +OT2 T
[0048]電解反應(yīng)的原理是:利用電化學(xué)氧化的原理，鉻鐵作為犧牲陽極，在電解過程中，鉻鐵中的鉻被氧化成水溶性極好的鉻酸根，所得鉻酸根與電解液中的鈉離子結(jié)合生產(chǎn)鉻酸鈉，從而得到鉻酸鈉溶液。在電解反應(yīng)中，陽極鉻鐵中的鉻在電氧化過程中以可溶性的鉻酸鹽形式進(jìn)入液相(即電解質(zhì)溶液2中)，同時(shí)，鉻鐵中的非鉻元素(即其他元素)在不同的電解質(zhì)溶液中以不同形態(tài)存在，在鈉堿電解質(zhì)溶液中以難溶物的形態(tài)進(jìn)入渣相；在鈉鹽電解質(zhì)溶液中少量鐵以可溶鹽進(jìn)入液相，其他元素則以難溶物形式進(jìn)入渣相，形成以液相和渣相組成的固液混合漿料。
[0049]下面根據(jù)電解質(zhì)溶液的不同體系分別說明。
[0050]當(dāng)電解質(zhì)溶液2為鈉鹽溶液時(shí)，電解反應(yīng)過程中，除了工業(yè)鉻鐵中的鉻以可溶性鉻酸鹽的形式進(jìn)入液相，鉻鐵中的少量鐵也會(huì)被氧化進(jìn)入液相，即，固液混合漿料中的液相中還包括鐵離子，電解反應(yīng)后對(duì)固液混合漿料先進(jìn)行除鐵處理，然后固液分離，從而得到鉻酸鈉溶液。由于鉻鐵中的鉻全部以可溶性鉻酸鹽的形式進(jìn)入液相，固液混合漿料中的固相(即固液分離后得到廢渣)不含 鉻元素，其成分主要是鉻鐵中的非鉻元素，即，電解反應(yīng)后，工業(yè)鉻鐵中的大部分鐵及其他元素以難溶物的形態(tài)進(jìn)入固相(渣相)。
[0051]上述可溶性鈉鹽溶液可以為氯化鈉溶液、硫酸鈉溶液、其他可溶性鈉鹽溶液，或氯化鈉和硫酸鈉這兩種溶液的混合溶液，或其他可溶性鈉鹽溶液中的某兩種鈉鹽溶液組成的的混合溶液。
[0052]電解質(zhì)溶液2為氯化鈉時(shí)，電解反應(yīng)后得到的固液混合漿料的液相包含鉻酸鈉、氯化鐵，固相為氧化鐵；需要先將氯化鐵除去(例如加入一定量的氫氧化鈉)，然后固液分離得到鉻酸鈉溶液產(chǎn)品，同時(shí)得到廢渣，廢渣中主要包含氧化鐵、氫氧化鐵，C、Si等其他元素，不含六價(jià)鉻。
[0053]電解質(zhì)溶液2為硫酸鈉時(shí)，電解反應(yīng)后得到的固液混合漿料的液相包含鉻酸鈉、硫酸鐵，固相為氧化鐵；需要先將硫酸鐵除去(例如加入一定量的氫氧化鈉)，然后固液分離得到鉻酸鈉溶液產(chǎn)品，同時(shí)得到廢渣，廢渣中主要包含氧化鐵、氫氧化鐵，C、Si等其他元素，不含六價(jià)鉻。
[0054]當(dāng)電解質(zhì)溶液2為鈉堿溶液時(shí)，電解反應(yīng)過程中，工業(yè)鉻鐵中只有鉻以可溶性鉻酸鹽的形式進(jìn)入液相，鉻鐵中的其他非鉻元素則以難溶物的形態(tài)進(jìn)入固相(渣相)。也就是說，電解后得到的固液混合漿料中的液相為鉻酸鈉溶液，直接進(jìn)行固液分離便可得到鉻酸鈉溶液。固液分離后的廢渣不含六價(jià)鉻，其成分主要是鉻鐵中的非鉻元素。
[0055]上述可溶性鈉堿溶液可以為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液，其他可溶性鈉堿溶液，或者氫氧化鈉和碳酸鈉這兩種溶液的混合溶液，或其他可溶性鈉堿溶液中的某兩種鈉堿溶液組成的的混合溶液。
[0056]通過反應(yīng)式可以看出，電解質(zhì)溶液2為氫氧化鈉、碳酸鈉時(shí)，電解反應(yīng)后得到的固液混合漿料的液相為鉻酸鈉溶液，固相為氧化鐵，直接進(jìn)行固液分離便可得到鉻酸鈉溶液產(chǎn)品，同時(shí)得到廢渣，廢渣中主要包含氧化鐵，C、Si等其他元素，不含六價(jià)鉻。
[0057]綜上所述，利用工業(yè)鉻鐵進(jìn)行電解的方法制備鉻酸鈉溶液，產(chǎn)生的廢渣是以Fe、C和Si為主的固體，廢渣中不含六價(jià)鉻，因此，本發(fā)明的方法屬于綠色、環(huán)保型鉻鹽生產(chǎn)技術(shù)。另外，得到的副產(chǎn)物氫氣經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。
[0058]以下給出幾個(gè)實(shí)施例，具體說明電解法制備鉻酸鈉溶液的工藝方法。
[0059]實(shí)施例1:以鉻鐵、碳酸鈉電解制備鉻酸鈉溶液為例說明。
[0060]例如，在400mL、15%的Na2CO3電解質(zhì)溶液中，以鉻鐵為電解陽極，不銹鋼為電解陰極。通入5A直流電，電解反應(yīng)3h后終止反應(yīng)，得到固液混合漿料。對(duì)其進(jìn)行固液分離，液相得到鉻酸鈉溶液，固相得到含鐵、硅、碳的不溶物。液相中Cr的總回收率98.29%，Cr的電溶出速率大于0.07g/A.h。
[0061]實(shí)施例2:以鉻鐵、氯化鈉電解制備鉻酸鈉為例說明。
[0062]例如，在400mL、25%的NaCl電解質(zhì)溶液中，以鉻鐵為電解陽極，不銹鋼為電解陰極。通入5A直流電，電解反應(yīng)3h后終止反應(yīng)，得到固液混合漿料。對(duì)其進(jìn)行固液分離，液相得到鉻酸鈉和氯化鐵的混合溶液，固相得到含鐵、硅、碳的不溶物，液相中Cr的總回收率為62.48%，Cr的電溶出速率大于0.Ug/K.h。
[0063]實(shí)施例3:以鉻鐵、硫酸鈉電解制備鉻酸鈉為例說明。
[0064]例如，在400mL、10%的Na2SO4電解質(zhì)溶液中，以鉻鐵為電解陽極,不銹鋼為電解陰極。通入5A直流電，電解反應(yīng)3h后終止反應(yīng)，得到固液混合漿料。對(duì)其進(jìn)行固液分離，液相得到鉻酸鈉和硫酸鐵的混合溶液，固相得到含鐵、硅、碳的不溶物。液相中Cr的總回收率為65.66%, Cr的電溶出速率大于0.15g/A.h。[0065]實(shí)施例4:以鉻鐵、氫氧化鈉電解制備鉻酸鈉為例說明。
[0066]例如，在750mL、35%的NaOH電解質(zhì)溶液中，以鉻鐵為電解陽極，不銹鋼為電解陰極。通入15A直流電，電解反應(yīng)3h后終止反應(yīng)，得到固液混合漿料。對(duì)其進(jìn)行固液分離，液相得到鉻酸鈉溶液，固相得到含鐵、硅、碳的不溶物。液相中Cr的總收率為94.74%，Cr的電溶出速率大于0.llg/A.h。
[0067]實(shí)施例5:以鉻鐵、氫氧化鈉、碳酸鈉電解制備鉻酸鈉為例說明。
[0068]例如，在360mL、35%的NaOH溶液中加入40mL、15%的Na2CO3溶液制成混合溶液作為電解質(zhì)溶液，以鉻鐵為電解陽極，不銹鋼為電解陰極。通入5A直流電，電解反應(yīng)3h后終止反應(yīng)，得到固液混合漿料。對(duì)其進(jìn)行固液分離，液相得到鉻酸鈉溶液，固相得到含鐵、硅、碳的不溶物。液相中Cr的總回收率為79.97%，Cr的電溶出速率大于0.07g/A.h。
[0069]實(shí)施例6:以鉻鐵、氫氧化鈉、氯化鈉電解制備鉻酸鈉為例說明。
[0070]例如，在360mL、35%的NaOH溶液中加入40mL、25%的NaCl溶液制成混合溶液為電解質(zhì)溶液，以鉻鐵為電解陽極，不銹鋼為電解陰極。通入5A直流電，電解反應(yīng)3h后終止反應(yīng)，得到固液混合漿料。對(duì)其進(jìn)行固液分離，液相得到鉻酸鈉和氯化鐵的混合溶液，固相得到含鐵、硅、碳的不溶物。液相中Cr的總收率為83.53%，Cr的電溶出速率大于0.06g/A *h。
[0071]上述幾個(gè)實(shí)施例可以看出，電解質(zhì)溶液選用鈉堿體系時(shí)，電解反應(yīng)后得到的鉻酸鈉溶液中鉻的總回收率比較高，例如電解質(zhì)溶液為碳酸鈉或氫氧化鈉時(shí)，電解反應(yīng)后得到的鉻酸鈉溶液中鉻的總回收率達(dá)到94%以上，鉻的電溶出速率大于0.07g/A.h。
[0072]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0073]首先，本發(fā)明以工業(yè)鉻鐵為陽極材料，采用電解法進(jìn)行鉻酸鈉溶液的制備，電解過程中產(chǎn)生無污染的氫氣，渣相不含六價(jià)鉻，不產(chǎn)生鉻污染。
[0074]其次，整個(gè)電解反應(yīng)過程均在常溫常壓設(shè)備中進(jìn)行，反應(yīng)溫度小于100°C，壓力約為latm，無需高溫、高壓設(shè)備，降低能耗同時(shí)降低了設(shè)備投資。
[0075]再次，電化學(xué)反應(yīng)選擇性高，鉻的回收率比較高，得到的鉻酸鈉溶液中雜質(zhì)含量極低。特別是，在以氫氧化鈉、碳酸鈉作為電解質(zhì)溶液的某些實(shí)施例中，鉻的總回收率可以達(dá)到94%以上，鉻的電溶出速率大于0.07g/A.h。
[0076]最后，反應(yīng)過程可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)控制?？筛鶕?jù)實(shí)際情況及時(shí)開啟或關(guān)閉反應(yīng)，靈活操控。
[0077]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用電解法制備鉻酸鈉溶液的方法，包括以下步驟: 提供電解裝置，包括電解槽、電源、工業(yè)鉻鐵、陰極及隔膜； 將工業(yè)鉻鐵與陰極間隔設(shè)置在電解槽中，所述工業(yè)鉻鐵與電源的正極電連接，所述陰極與電源的負(fù)極電連接； 將電解質(zhì)溶液容置于電解槽中，所述電解質(zhì)溶液為可溶性鈉鹽溶液或可溶性鈉堿溶液； 接通電源，進(jìn)行電解反應(yīng)后，在電解槽中得到固液混合漿料，分離后得到鉻酸鈉溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述電解反應(yīng)后得到的固液混合漿料包括固相和液相，所述工業(yè)鉻鐵中的鉻在電氧化過程中以可溶性的鉻酸鹽形式進(jìn)入液相，所述鉻鐵中的非鉻元素以難溶物形態(tài)進(jìn)入固相。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述電解質(zhì)溶液為可溶性鈉鹽溶液時(shí)，固液混合漿料中的液相中還包括鐵離子，電解反應(yīng)后對(duì)固液混合漿料先進(jìn)行除鐵處理，然后固液分離得到鉻酸鈉溶液。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述電解質(zhì)溶液為可溶性鈉堿溶液時(shí)，固液混合漿料中的液相為純鉻酸鈉溶液，電解反應(yīng)后對(duì)固液混合漿料直接進(jìn)行固液分離得到鉻酸鈉溶液。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述可溶性鈉鹽溶液為氯化鈉溶液，硫酸鈉溶液，或者上述兩種溶液的混合溶液；所述可溶性鈉堿溶液為氫氧化鈉溶液，碳酸鈉溶液，或者上述兩種溶液的混合溶液。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述電解質(zhì)溶液的濃度為飽和濃度以下。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述電解反應(yīng)在常溫、常壓條件下進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:當(dāng)所述電解質(zhì)溶液為碳酸鈉或氫氧化鈉時(shí)，電解反應(yīng)后得到的鉻酸鈉溶液中鉻的總回收率達(dá)到94%以上，鉻的電溶出速率大于0.07g/A.h0
9.一種利用電解法制備鉻酸鈉溶液的裝置，其包括: 電解槽，容置有電解質(zhì)溶液，該電解質(zhì)溶液為可溶性鈉鹽或可溶性鈉堿溶液； 陰極，設(shè)置于電解槽中，該陰極材質(zhì)為不銹鋼或鎳； 陽極，設(shè)置于電解槽中，該陽極為工業(yè)鉻鐵； 隔膜，設(shè)置于電解槽中且位于陰極和陽極之間，用以將陰極和陽極產(chǎn)生的氣體分隔； 攪拌系統(tǒng)，設(shè)置于電解槽中，用以保持電解液的濃度均勻、溫度均勻； 溫控系統(tǒng)，用以控制電解槽的溫度；以及 電源，所述電源的正極與工業(yè)鉻鐵電連接，所述電源的負(fù)極與陰極電連接。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于:所述電解槽的底部設(shè)置過濾網(wǎng)。
【文檔編號(hào)】C25B1/00GK103668301SQ201310672022
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】馮海濤, 梁建, 鄭竹林, 董亞萍, 李波, 李武, 史建斌, 王永全, 史海琴, 陳林明, 李海聰 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院青海鹽湖研究所, 青海省博鴻化工科技股份有限公司